(57)【要約】【課題】基板上に重ねて位置決めされる第１層Ｎ−１及び第２層Ｎのオーバレイを決定するシステム及び方法が提供される。【解決手段】第１層は第１オーバレイ部分を含む。第２層は第１相補的オーバレイ部分を含む。第１オーバレイ部分及び第１相補的オーバレイ部分は、第１及び第２層のオーバレイを決定するためのオーバレイ・マスクを形成するように構成される。第２層において、綴じ合わせ部分と相補的綴じ合わせ部分が形成される。綴じ合わせ部分と相補的綴じ合わせ部分は、隣接する第２層が第２層に隣接して位置決めされた状態で、第２層と隣接する第２層の間に綴じ合わせオーバレイを決定するための、綴じ合わせマークを形成するように構成される。【選択図】図５
2006245584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ処理によって、基板の標的部分上に作製される第１層レイアウトと第２層レイアウトの間のオーバレイ・アライメントを決定する方法であって、前記基板は、複数の隣接する標的部分を含んでおり、前記方法は、
前記第１層レイアウト上に少なくとも１つの第１オーバレイ部分を形成すること、
前記第２層レイアウト上に少なくとも１つの第１相補的オーバレイ部分を形成することを含み、前記少なくとも１つの第１オーバレイ部分と前記少なくとも１つの第１相補的オーバレイ部分は、オーバレイ・マークを形成するように構成され、
前記第２層レイアウト上に綴じ合わせオーバレイ部分を形成すること、
前記第２層レイアウト上に相補的綴じ合わせオーバレイ部分を形成すること、
前記基板の前記標的部分に前記第２レイアウトを露光すること、
前記標的部分に隣接して位置する前記複数の隣接標的部分の少なくとも１つの部分上の前記第２層レイアウトを露光すること、
前記綴じ合わせオーバレイ部分と前記相補的綴じ合わせオーバレイ部分の前記露光によって綴じ合わせオーバレイ・マークを形成すること、
前記基板の前記標的部分について綴じ合わせオーバレイを決定すること、
前記第２層レイアウトの上に前記第１層レイアウトを露光すること、及び、
前記第１層レイアウトと前記第２層レイアウトのオーバレイ・アライメントを決定することを含む方法。
【請求項２】
前記第１及び第２層レイアウトの前記オーバレイ並びに前記綴じ合わせオーバレイから、前記第１及び第２層レイアウトの作製に相当するプロセス誘起オーバレイ値を決定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１及び第２層レイアウトの前記オーバレイ並びに前記綴じ合わせオーバレイから、前記第２層レイアウトの前記作製に伴うリソグラフィ装置の性能に相当する性能関連オーバレイ値を決定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１及び第２層レイアウトの前記オーバレイ並びに前記綴じ合わせオーバレイから、前記第１及び第２層レイアウトの作製に相当するプロセス誘起オーバレイ値と、前記第２層レイアウトの前記作製に伴うリソグラフィ装置の性能に相当する性能関連オーバレイ値との組合せ時の影響を決定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの第１オーバレイ部分は、前記第２層レイアウト内の前記少なくとも１つの第１相補的オーバレイ部分の第２ロケーションとほぼ一致する第１ロケーションにおける前記第１層レイアウトに位置決めされる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記綴じ合わせオーバレイ部分は、前記第２層レイアウト内の前記相補的綴じ合わせオーバレイ部分の第４ロケーションに関して、座標軸を越えて実質的に反映された、前記第２層レイアウト内の第３ロケーションに位置する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの第１オーバレイ部分は、前記第１層レイアウトの第１スクライブ・レーン部分に位置し、前記少なくとも１つの第１相補的オーバレイ部分は、前記第２層レイアウトの第２スクライブ・レーン部分に位置する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１層レイアウトは第１デバイス・レイアウト部分を備え、前記第２層レイアウトは第２デバイス・レイアウト部分を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
自動化プロセス制御コンピュータ・システム、前記自動化プロセス制御コンピュータ・システムに結合するリソグラフィ装置、及び前記自動化プロセス制御コンピュータ・システムと前記リソグラフィ装置に結合するオーバレイ計量ツールを備える自動化プロセス制御ループであって、リソグラフィ処理によって、基板の標的部分上に作製される第１層レイアウトと第２層レイアウトに関連するオーバレイ・アライメントと綴じ合わせアライメントを決定するように構成され、前記基板は複数の隣接する標的部分を含む、自動化プロセス制御ループであって、
製品層及び前記製品層を作るのに使用される対応するリソグラフィ装置を識別すること、
前記オーバレイ計量ツールをして、前記製品層及び前記対応するリソグラフィ装置に対する前記オーバレイ・アライメントと前記綴じ合わせアライメントを決定させること、
前記オーバレイ計量ツールをして、オーバレイ・アライメント・データと綴じ合わせアライメント・データを前記自動化プロセス制御コンピュータ・システムに別々に提供させること、
前記対応する製品層を処理する前記対応するリソグラフィ装置に対して、前記オーバレイ・アライメント・データと前記綴じ合わせアライメント・データの少なくとも一方を送信すること、及び、
前記製品層について、前記オーバレイ・アライメントと前記綴じ合わせアライメントの少なくとも一方を調整することを含む、プロセス。
【請求項１０】
前記オーバレイ・アライメント・データと前記綴じ合わせアライメント・データの少なくとも一方が、処理中に、前記対応するリソグラフィ装置に送信される、請求項９に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記オーバレイ・アライメントと前記綴じ合わせアライメントの少なくとも一方が、処理中に調整される、請求項９に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記製品層と前記対応するリソグラフィ装置についての前記オーバレイ・アライメントが、選択された基準に従ってランク付けされる、請求項９に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記ランク付けが、前記測定されたオーバレイ・アライメント・データが受信される順序に基づいている、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記製品層と前記対応するリソグラフィ装置についての前記綴じ合わせアライメントが、選択された基準に従ってランク付けされる、請求項９に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記ランク付けが、前記測定済み綴じ合わせアライメント・データが受信される順序に基づいている、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項１６】
前記オーバレイ・アライメント・データと前記綴じ合わせアライメント・データの前記少なくとも一方が、前記対応するリソグラフィ装置に別々に送信される、請求項９に記載のプロセス。
【請求項１７】
組合せ時のオーバレイの影響が、前記オーバレイ・アライメント・データと前記綴じ合わせアライメント・データの前記少なくとも一方から決定され、前記組合せ時のオーバレイの影響が、前記対応するリソグラフィ装置に送信される、請求項９に記載のプロセス。
【請求項１８】
第１層レイアウトと第２層レイアウトを含むように作製される基板上に、パターン形成装置からのパターンを投射するように構成されたリソグラフィ装置であって、前記第１層レイアウトは、第１デバイス・レイアウト部分及び第１スクライブ・レーン部分を備え、前記第２層レイアウトは、第２デバイス・レイアウト部分及び第２スクライブ・レーン部分を備え、前記第１スクライブ・レーン部分は、少なくとも１つの第１オーバレイ部分を備え、前記第２スクライブ・レーン部分は、少なくとも１つの第１相補的オーバレイ部分を備え、前記少なくとも１つの第１オーバレイ部分と前記少なくとも１つの第１相補的オーバレイ部分は、前記第２層レイアウトが前記第１層レイアウト上に位置する時に、前記第１及び第２層レイアウトのオーバレイ・アライメントを決定するためのオーバレイ・マークを形成するように構成されている、リソグラフィ装置が、
自動化プロセス制御コンピュータ・システムと、
前記自動化プロセス制御コンピュータ・システムに結合するリソグラフィ装置と、
前記自動化プロセス制御コンピュータ・システムと前記リソグラフィ装置に結合するオーバレイ計量ツールとを備え、
前記オーバレイ計量ツールは、処理される基板のバッチを識別し、オーバレイ値及び綴じ合わせオーバレイ値に関連するデータを要求するために、バッチ情報信号を前記自動化プロセス制御コンピュータ・システムに送出し、前記オーバレイ値及び前記綴じ合わせオーバレイ値を受け取り、前記受け取ったオーバレイ値及び前記綴じ合わせオーバレイ値に従ってスキャナ特性を調整するように構成されている、リソグラフィ装置。
【請求項１９】
前記オーバレイ値及び前記綴じ合わせオーバレイ値の少なくとも一方が、処理中に、前記対応するリソグラフィ装置に送信される、請求項１８に記載のリソグラフィ装置。
【請求項２０】
前記スキャナ特性が処理中に調整される、請求項１８に記載のリソグラフィ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２重オフライン計量サンプリングを使用したオーバレイ制御のための方法及びシステムに関する。同様に、本発明は、オーバレイ制御のためのこうした方法及びシステムを使用するリソグラフィ装置に関する。さらに、本発明は、オーバレイ制御のためのこうした方法を使用してデバイスを作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、基板上、通常、基板の標的部分上に所望のパターンを適用する機械装置である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造で使用される。この実施例では、マスク又はレチクルと呼ばれるパターン形成装置が使用されて、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成してもよい。このパターンは、基板（例えば、シリコン・ウェハ）の（例えば、１つ又はいくつかのダイの一部を含む）標的部分上に転写される。このパターンは、通常、基板上に設けられた放射に敏感な材料（レジスト）の層上に結像することによって転写される。一般に、単一基板は、連続してパターン形成される隣接する標的部分のネットワークを有している。公知のリソグラフィ装置は、標的部分上に全体のパターンを一度に露光することによって、それぞれの標的部分が照射される、いわゆる、ステッパ、及び、パターンを通して放射ビームを所与の方向（「走査」方向）に走査し、一方、基板を、この方向に対して平行又は逆平行の方向に同期して走査することによって、それぞれの標的部分が照射される、いわゆる、スキャナを含む。パターンを基板上にインプリントすることによって、パターン形成装置からパターンを基板に転写することも可能である。
【０００３】
基板上の標的部分又はダイは、通常、製品構造（例えば、微小電子デバイス）及び製品構造を囲むスクライブ・レーンを収容する。スクライブ・レーンは、基板から個々のダイを分離する際に使用される、のこ引き溝を提供する。製品構造の作製プロセス中に、プロセスの検証、アライメント、及びアライメント検証を可能にするために、複数のマーカ構造がスクライブ・レーンに設置される。
【０００４】
通常、基板上のデバイスは、デバイスが個々のパターンを有する複数のオーバレイ層から形成されるところのリソグラフィ処理工程のシーケンスによって作製される。１つの層と前の層にオーバラップする次の層の間で、１つの層と次の層の個々のパターンが、位置合わせされなければならない。アライメントのための対策は、スクライブ・レーンにおけるマーカ構造を利用するオーバレイ計量ツールによって得られる。オーバレイ計量ツールは、基本的に、１つの層に形成されたあるマーカ構造のある位置と、その１つの層にオーバラップする次の層に形成された第２のマーカ構造の第２の位置を決定する。オーバレイを決定するための１つの実施例は、ｂｏｘ−ｉｎ−ｂｏｘオーバレイ測定技法である。
【０００５】
それぞれの標的部分を個々に（また、基板を横切って繰り返し）露光するための、上述したスキャナ技法を使用すると、それぞれの標的部分のいわゆるゼロ層（即ち、ベース層）は、その隣接する標的部分に関して位置合わせされなければならない。綴じ合わせオーバレイ（又は、綴じ合わせ）と呼ばれることが多い、この「ダイとダイの間の」アライメントを測定するために、それぞれの標的部分についてのパターンは、隣接する標的部分からの相補的綴じ合わせオーバレイ・マーク構造とオーバレイする、綴じ合わせオーバレイ・マーク構造を備える。やはり、綴じ合わせオーバレイ・マーク構造と相補的綴じ合わせオーバレイ・マーク構造のオーバレイは、オーバレイ計量ツールによって測定される。
【０００６】
製品構造のオーバレイ誤差は、測定によって区別することができない複数の誤差源の少なくとも１つから生じる場合がある。
【０００７】
こうしたオーバレイ誤差源は、前の露光ツールのオーバレイ誤差、前の露光ツールのオーバレイ誤差と現在の露光ツールのオーバレイ誤差との間の整合誤差、プロセス誘起オーバレイ誤差、及びＡＰＣスレッド誘起オーバレイ誤差（ＡＰＣ：自動プロセス制御）を含む。
【０００８】
前の露光ツールのオーバレイ誤差は、現在のリソグラフィ装置によって作られた次の層の前の層を作った、前のリソグラフィ装置によって生じるオーバレイ誤差に関連する。
【０００９】
現在の露光ツールのオーバレイ誤差は、現在のリソグラフィ装置が作るオーバレイ誤差に関連する。
【００１０】
整合誤差は、前の露光ツールと現在の露光ツールの間の不整合に関連する。
【００１１】
プロセス誘起オーバレイ誤差は、リソグラフィ露光工程間における処理工程に関連する。こうした処理工程は、アニーリング、デポジッティング、化学機械研磨、又は他の処理工程を含み、基板上に載せたパターン層に種々の予測できない影響を及ぼし、したがって、オーバレイ関連誤差をもたらす。
【００１２】
ＡＰＣスレッド誘起オーバレイ誤差は、自動プロセス制御（ＡＰＣ）に起因する誤差に関連する。ＡＰＣツールは、ファブ（即ち、製造設備）に導入され、基板の１ロット（又はバッチ）に関するオーバレイ・ドリフトを決定し、次のロットに関するオーバレイ・ドリフトを補正するように設計される。最適性能について、製品ごと、及び、層ごとの、ツールセット（即ち、実際のリソグラフィ装置及び使用される他のツール）当たりのドリフトが予想されるべきである。この最適状況は、ファブが、ツール整備をすることなく、単一製品を生産する場合に達成される。実際には、消費者は、傾向分析についての十分なデータを収集する必要から、複数のツール及び／又は製品の情報を組み合わせて単一スレッドにする場合がある。この方法の欠点は、単一スレッドについての平均ドリフトを補正することができるだけであることである。
【００１３】
ＭＯＳＦＥＴの制御ゲートの幅等の最小フィーチャサイズを有するデバイス部分について、オーバレイ誤差が最小でなければならない最も重要な層の場合、これらの誤差源のいくつかをなくすべきである。なくすため、連続する露光工程のための「前」と「現在」の両方の露光ツールとして、現在、単一露光ツール（リソグラフィ装置）が、最も重要な層について選択される。オーバレイ誤差の低減にとって利益になるが、この手法は、ファブにおいて多くのロジスティクスの問題を生じる場合がある。その理由は、作製プロセス中のファブ内のリソグラフィ・ツールにわたるロットの分配が著しく制限されるためである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
種々の誤差源を識別することなく、製品構造についての単一オーバレイ誤差値を取得する困難さを克服することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一観点によれば、リソグラフィ処理によって、基板上に作製される第１層レイアウトと第２層レイアウトのオーバレイを決定する方法が提供される。第１層レイアウトは、少なくとも１つの第１オーバレイ部分を含み、第２層レイアウトは、少なくとも１つの第１相補的オーバレイ部分を含む。少なくとも１つの第１オーバレイ部分と少なくとも１つの第１相補的オーバレイ部分は、第２層レイアウトが第１層レイアウトの上に位置する時に、第１及び第２層レイアウトのオーバレイを決定するためのオーバレイ・マークを形成するように構成することができる。方法は、第２層レイアウトにおいて、綴じ合わせオーバレイ部分と相補的綴じ合わせオーバレイ部分を形成することを含む。綴じ合わせオーバレイ部分と相補的綴じ合わせオーバレイ部分は、隣接する第２層レイアウトが第２層レイアウトに隣接して位置決めされた状態で、第２層レイアウトと隣接する第２層レイアウトの間に綴じ合わせオーバレイを決定するための、綴じ合わせオーバレイ・マークを形成するように構成することができる。
【００１６】
好都合には、本発明は、種々のオーバレイ誤差源を識別することを可能にする。対して、従来のシステムは、先に説明したように、各スレッドについて平均ドリフトを提供する。さらに、本発明は、識別したオーバレイ誤差源に基づいてオーバレイ誤差の補正を可能にする。
【００１７】
本発明の一観点によれば、自動化プロセス制御コンピュータ・システム、リソグラフィ装置、及びオーバレイ計量ツールを含む自動化プロセス制御ループの配置構成が提供される。自動化プロセス制御コンピュータ・システムは、処理ユニット及びメモリを含み、メモリは処理ユニットに接続される。自動化プロセス制御コンピュータ・システムは、リソグラフィ装置のコンピュータ・システム及びオーバレイ計量ツールに接続することができる。自動化プロセス制御ループは、先に述べたように、リソグラフィ処理によって、基板上に作製される第１層レイアウトと第２層レイアウトのオーバレイを決定する方法を実行するように構成することができる。自動化プロセス制御ループは、少なくともスクライブ・レーン部分に綴じ合わせオーバレイ部分と相補的綴じ合わせオーバレイ部分を形成するように構成することができる。綴じ合わせオーバレイ部分と相補的綴じ合わせオーバレイ部分は、隣接する第２層レイアウトが第２層レイアウトに隣接して位置決めされた状態で、第２層レイアウトと隣接する第２層レイアウトの間に綴じ合わせオーバレイを決定するための、綴じ合わせオーバレイ・マークを形成するように構成することができる。
【００１８】
本発明の一観点によれば、処置ユニットとメモリを含み、メモリが処理ユニットに接続されるオーバレイ計量ツールが設けられてもよい。オーバレイ計量ツールは、自動化プロセス制御コンピュータ・システムに接続され、オーバレイ計量ツールは、先に述べたように、リソグラフィ処理によって、基板上に作製される第１層レイアウトと第２層レイアウトのオーバレイを決定するように構成される。オーバレイ計量ツールは、少なくとも１つのオーバレイ・マークに関して測定されたオーバレイ値データからプロセス誘起オーバレイ値を確立し、少なくとも１つの非ゼロ層綴じ合わせオーバレイ・マークに関して測定された、綴じ合わせオーバレイ値データから性能関連オーバレイ値を確立するように構成することができる。オーバレイ計量ツールは、プロセス誘起オーバレイ値、及び、確立した性能関連オーバレイ値を自動化プロセス制御コンピュータ・システムに送出することができる。
【００１９】
本発明の一観点によれば、基板上にパターン形成装置からのパターンを投射するリソグラフィ装置が設けられ、第１層レイアウトと第２層レイアウトは基板上に作製される。第１層レイアウトは、第１デバイス・レイアウト部分及び第１スクライブ・レーン部分を含むことができる。第２層レイアウトは、第２デバイス・レイアウト部分及び第２スクライブ・レーン部分を含むことができる。第１スクライブ・レーン部分は、少なくとも１つの第１オーバレイ部分を含むことができ、第２スクライブ・レーン部分は、少なくとも１つの第１相補的オーバレイ部分を含むことができ、少なくとも１つの第１オーバレイ部分と少なくとも１つの第１相補的オーバレイ部分は、第２層レイアウトが第１層レイアウト上に位置する時に、第１及び第２層レイアウトのオーバレイを決定するためのオーバレイ・マークを形成するように構成することができる。
【００２０】
リソグラフィ装置は、自動化プロセス制御コンピュータ・システムに接続されるコンピュータ・システムを含むことができる。自動化プロセス制御コンピュータ・システムは、先に述べたように、リソグラフィ処理によって、基板上に作製される第１層レイアウトと第２層レイアウトのオーバレイを決定するように構成することができる。
【００２１】
リソグラフィ装置のコンピュータ・システムは、処理されるバッチを識別し、プロセス誘起オーバレイ値及び性能関連オーバレイ値に関連するデータを要求するために、バッチ情報信号を自動化プロセス制御コンピュータ・システムに送出し、自動化プロセス制御コンピュータ・システムから、プロセス誘起オーバレイ値及び性能関連オーバレイ値を受け取り、受け取ったプロセス誘起オーバレイ値及び受け取った性能関連オーバレイ値に従ってスキャナ特性を調整するように構成される。
【００２２】
本発明の実施例は、ここで、添付略図を参照して、単に実施例として述べられるであろう。略図では、対応する参照記号は、対応する部品を示す。
【実施例】
【００２３】
図１は、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を概略的に示す。リソグラフィ装置は、
放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射）を調整するように構成された照射システム（照射器）ＩＬと、
パターン形成装置（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構成され、一定のパラメータに従ってパターン形成装置を正確に位置決めするように構成された第１位置決め装置ＰＭに接続された支持体構造（例えば、マスク・テーブル）ＭＴと、
基板（例えば、レジストをコーティングしたウェハ）を保持するように構成され、一定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２位置決め装置に接続された基板テーブル（例えば、ウェハ・テーブル）と、
パターン形成装置ＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを、基板Ｗの標的部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを含む）上に投射するように構成された投射システム（例えば、屈折投射レンズ系）ＰＳを含む。
【００２４】
照射システムは、放射を誘起し、成形し、制御し、又は放射に他のオペレーションを行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電、又は他のタイプの光学部品、或いは、それらの任意の組合せ等の種々のタイプの光学部品を含んでもよい。
【００２５】
支持体構造は、パターン形成装置の重量を支持する、即ち、負担する。支持体構造は、パターン形成装置の向き、リソグラフィ装置の設計、又は、例えば、パターン形成装置が真空環境内で保持されるか否か等の他の条件に応ずる態様でパターン形成装置を保持する。支持体構造は、パターン形成装置を保持するために、機械式、真空式、静電式、又は他のクランプ技法を使用することができる。支持体構造は、例えば、固定されるか又は可動であってよい、フレーム又はテーブルであってよい。支持体構造は、パターン形成装置が、例えば、投射システムに対して所望の位置にあることを確実にしてもよい。本明細書における、「レチクル」又は「マスク」という用語の任意の使用は、「パターン形成手段」という、より一般的な用語と同意語であると考えられてもよい。
【００２６】
本明細書で使用される「パターン形成装置」という用語は、基板の標的部分にパターンを作成するため等で、放射ビームに、断面パターンを与えるのに使用することができる任意の機器のことを指しているものと、幅広く解釈されるべきである。例えば、パターンが位相シフトフィーチャ、即ち、いわゆる補助フィーチャを含む場合、放射ビームに与えられるパターンは、基板の標的部分の所望のパターンに正確に対応しない場合があることが留意されるべきである。一般に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路等の、標的部分で作成されるデバイスの特定の機能層に対応するであろう。
【００２７】
パターン形成装置は、透過式か、又は、反射式であってよい。パターン形成装置の実施例は、マスク、プログラム可能なミラー・アレイ、及びプログラム可能なＬＣＤパネルを含む。マスクは、リソグラフィではよく知られており、２値、交番位相シフト、減衰位相シフト等のマスク・タイプ、及び他のマスク・タイプ等、並びに、種々のハイブリッド・マスク・タイプを含む。プログラム可能なミラー・アレイの実施例は、小さなミラーのマトリクス配置構成を採用し、ミラーのそれぞれは、個々に傾斜して、到来する放射ビームを異なる方向へ反射することができる。傾斜したミラーは、ミラー・マトリクスによって反射される放射ビームのパターンに影響を与える。
【００２８】
本明細書で使用される「投射システム」という用語は、使用される露光放射、或いは、浸漬液体の使用、又は、真空の使用等の、他の因子に適切である、屈折式、反射式、反射屈折式、磁気式、電磁式、及び静電式光学系、又は、それらの任意の組合せを含む、任意のタイプの投射システムを包含するものと、幅広く解釈されるべきである。本明細書における、「投射レンズ」という用語の任意の使用は、「投射システム」という、より一般的な用語と同意語であると考えられてもよい。
【００２９】
本明細書で示すように、装置は、透過タイプ（例えば、透過マスクを採用する）である。別法として、装置は反射タイプ（例えば、プログラム可能ミラー・アレイを採用するか、又は、反射式マスクを採用する）であってよい。
【００３０】
リソグラフィ装置は、２つ（２重ステージ）以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプであってよい。こうした「複数ステージ」機械装置では、付加的なテーブルが並行に使用されるか、又は、準備工程が、１つ又は複数のテーブル上で実行され、一方、１つ又は複数の他のテーブルが露光のために使用されてもよい。
【００３１】
リソグラフィ装置はまた、投射システムと基板の間の空間を充填するために、基板の少なくともある部分が、比較的高い屈折率を有する液体、例えば、水によって覆われることができるタイプであってもよい。浸漬液体は、例えば、マスクと投射システムの間の、リソグラフィ装置の他の空間に適用されてもよい。投射システムの開口数を増加するための浸漬技法は、当技術分野でよく知られている。本明細書で使用される「浸漬」という用語は、基板等の構造が、液体に浸されることを意味するのではなく、むしろ、露光中に、液体が投射システムと基板の間にあることを意味する。
【００３２】
図１を参照すると、照射器ＩＬは、放射源ＳＯからの放射ビームを受け取る。例えば、放射源がエキシマ・レーザである時、放射源及びリソグラフィ装置は、別々の実体であってもよい。こうした場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成するとは考えられず、放射ビームは、例えば、適した誘導ミラー及び／又はビーム・エキスパンダを含むビーム送出システムＢＤ（図１に示さず）を使用して、放射源ＳＯから照射器ＩＬへ送られる。他の場合では、例えば、放射源は水銀ランプである時、放射源は、リソグラフィ装置と一体の部品であってよい。放射源ＳＯ及び照射器ＩＬは、ビーム送出システムＢＤと共に、放射システムと呼ばれてもよい。
【００３３】
照射器ＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するための調整器ＡＤを備えてもよい。一般に、照射器の瞳面内の、少なくとも外部及び／又は内部の放射方向の強度分布の程度（一般に、それぞれ、σ−外部及びσ−内部と呼ぶ）を調整することができる。さらに、照射器ＩＬは、積分器ＩＮ及びコンデンサＣＯ等の種々の他の部品を備えてもよい。照射器は、放射ビームの断面において所望の均一性及び強度分布を有するように、放射ビームを調節するのに使用されてもよい。
【００３４】
放射ビームＢは、支持体構造（例えば、マスク・テーブルＭＴ）上に保持することができる、パターン形成装置（例えば、マスクＭＡ）上に入射し、パターン形成装置によってパターン形成されてもよい。マスクＭＡを横切って、放射ビームＢは投射システムＰＳを通過し、投射システムＰＳは基板Ｗの標的部分Ｃ上にビームを収束させる。第２位置決め装置ＰＷ及び位置センサＩＦ２（例えば、干渉デバイス、リニア・エンコーダ又は容量性センサ）を使用して、基板テーブルＷＴは、例えば、放射ビームＢの経路内で異なる標的部分Ｃを位置決めするために、正確に移動することができる。同様に、第１位置決め装置ＰＭ及び別の位置センサ（図１には明示的には示さず）を使用して、例えば、マスク・ライブラリから機械的に取り出した後か、又は、スキャン中に、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般に、マスク・テーブルＭＴの移動は、第１位置決め装置ＰＭの一部を形成する、ストロークの長いモジュール（粗い位置決め）とストロークの短いモジュール（精密な位置決め）を使用して実現してもよい。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２位置決め装置ＰＷの一部を形成する、ストロークの長いモジュールとストロークの短いモジュールを使用して実現してもよい。ステッパの場合（スキャナと対照的に）、マスク・テーブルＭＴは、ストロークの短いアクチュエータだけに接続されるか、又は、固定されてもよい。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク・アライメント・マークＭ１、Ｍ２、及び、基板アライメント・マークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせされてもよい。示される基板アライメント・マークは、専用の標的部分を占めるが、標的部分どうしの間の空間内に位置してもよい（これらは、スクライブ・レーン・アライメント・マークとして知られる）。同様に、２つ以上のダイがマスクＭＡ上に設けられる状況では、マスク・アライメント・マークは、ダイの間に位置してもよい。
【００３５】
示す装置を、以下のモードの少なくとも１つのモードで使用することができるであろう。
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、放射ビームに与えられる全体のパターンが、標的部分Ｃ上に１度で投射される間、実質的に固定したままにすることができる（即ち、単一静的露光）。基板テーブルＷＴは、異なる標的部分Ｃを露光できるようにＸ及び／又はＹ方向にシフトすることができる。ステップ・モードでは、露光フィールドの最大サイズは、単一静的露光で結像される標的部分Ｃのサイズを限定する。
２．スキャン・モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、放射ビームに与えられるパターンが、標的部分Ｃ上に投射される間、同期して走査される（即ち、単一動的露光）。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投射システムＰＳの（縮小率）拡大率及びイメージ反転特性によって決めることができる。スキャン・モードでは、露光フィールドの最大サイズは、単一動的露光の標的部分（走査しない方向の）幅を限定し、走査運動の長さは、標的部分の（走査方向の）高さを決める。
３．別のモードでは、プログラム可能なパターン形成装置を保持するマスク・テーブルＭＴは、実質的に固定したままにされることができ、基板テーブルＷＴは、放射ビームに与えられるパターンが、標的部分Ｃ上に投射される間、移動する、又は、走査される。このモードでは、一般に、パルス放射源が採用され、プログラム可能なパターン形成装置は、基板テーブルＷＴのそれぞれの移動後か、又は、走査中における連続放射パルスの間に、更新することができる。この動作モードは、先に言及したタイプのプログラム可能なミラー・アレイ等の、プログラム可能なパターン形成装置を利用するマスク無しリソグラフィに容易に適用することができる。
【００３６】
上述した使用モードに関する組合せ、及び／又は、変形、或いは、全く異なる使用モードが採用されてもよい。
【００３７】
本発明は、後続の層のオーバレイが制御される任意のタイプのリソグラフィ装置に関する。
【００３８】
図２は、従来の綴じ合わせオーバレイ・マスク技術の略図を示す。
【００３９】
先に述べたように、「ダイとダイの間の」アライメントは、いわゆる、ゼロ層又はベース層（通常、基板Ｗの表面）で実施される。
【００４０】
ベース層レイアウトＬ０を含むレチクルは、基板Ｗの標的部分Ｃ上にリソグラフィで作ることができるゼロ層について示される。ベース層レイアウトＬ０上の格子を規定するための座標軸ＭＸ’、ＭＹ’が示される。座標軸ＭＸ’は第１方向Ｘに延び、第２座標軸ＭＹ’は、第１方向Ｘに垂直であるのが好ましい第２方向Ｙに延びる。
【００４１】
ベース層レイアウトＬ０は、ベース層デバイス・レイアウトＤＬ０用の部分及びスクライブ・レーン用の周辺部分：ベース層スクライブ・レーン部分ＳＬ０に分割される。
【００４２】
ベース層スクライブ・レーン部分ＳＬ０内に、複数の綴じ合わせオーバレイ部分ＳＢ１、ＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ４を設けることができる。同様に、複数の相補的綴じ合わせオーバレイ部分ＳＢ５、ＳＢ６、ＳＢ７、ＳＢ８を設けることができる。一実施例では、綴じ合わせオーバレイ部分ＳＢ１、ＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ４及び相補的綴じ合わせオーバレイ部分ＳＢ５、ＳＢ６、ＳＢ７、ＳＢ８はそれぞれ、矩形形状（又は、「ボックス」形状）を有する。別の実施例では、綴じ合わせオーバレイ部分ＳＢ１、ＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ４は、外側ボックスであり、一方、相補的綴じ合わせオーバレイ部分ＳＢ５、ＳＢ６、ＳＢ７、ＳＢ８は、この場合、内側ボックスであってよい。
【００４３】
スキャン・モードにおける基板Ｗの露光中に、ベース層レイアウトＬ０は、方向Ｘ及び方向Ｙに延びる繰り返しシーケンスで露光することができる。こうして、それぞれがベース層レイアウトＬ０を含むブロックＣのアレイを、図１に示すように作ることができる。
【００４４】
この走査露光オペレーションを実施するために、リソグラフィ装置は、理想的な綴じ合わせ方向を有する基板Ｗを横切ってベース層レイアウトＬ０の繰り返しを理想的に提供する走査特性を有するように制御される。リソグラフィ装置に関する設定は、走査特性を変えるように調整される。
【００４５】
非ゼロ層レイアウトを露光するのに、同じ走査特性が適用されてもよいことに留意されたい。ゼロ層と非ゼロ層の１つの差は、アライメントを実施する方法である。両方の層タイプは、予備アライメント（ウェハ外周が、ウェハをウェハ・ステージに搭載する前に測定される）を必要とする。非ゼロ層の場合、アライメントは、アライメント・マークを使用して実施される。ゼロ層の場合、アライメント・マークが存在しないため、アライメント・マークを使用したアライメントは可能ではない。
【００４６】
ゼロ層レイアウトの露光は、以下でさらに詳細に述べられる。
【００４７】
ベース層スクライブ・レーン部分ＳＬ０は、好ましくは、座標軸ＭＸ’、ＭＹ’に対して鏡対称であるため、左手縁部ＬＥ上のベース層スクライブ・レーン部分ＳＬ０の幅は、右手縁部ＲＥ上の幅と同じであってよい。同様に、上側縁部ＵＰ上のベース層スクライブ・レーン部分ＳＬ０の幅は、下側縁部ＬＷ上の幅と同じであってよい。
【００４８】
基板Ｗ上でスクライブ・レーンＳＬ０が占める面積を減らすために、１回の露光におけるベース層スクライブ・レーン部分ＳＬ０の右手縁部分ＲＥが、水平に隣接する露光におけるベース層スクライブ・レーン部分ＳＬ０の左手部分ＬＥとオーバラップするように、ベース層レイアウトＬ０を、基板Ｗ上に露光することができる。同様に、１回の露光におけるベース層スクライブ・レーン部分ＳＬ０の下側縁部分ＬＷが、垂直に隣接する露光におけるベース層スクライブ・レーン部分ＳＬ０の上側縁部分ＵＰとオーバラップすることができる。
【００４９】
そのため、ベース層レイアウトＬ０のスクライブ・レーン部分では、綴じ合わせオーバレイ・マークを形成することを意図される内側及び外側綴じ合わせボックスＳＢ１、ＳＢ５；ＳＢ２、ＳＢ６；ＳＢ３、ＳＢ７；ＳＢ４、ＳＢ８は、オーバラップ時に、内側ボックスＳＢ１；ＳＢ２；ＳＢ３；ＳＢ４が、対応する外側ボックスＳＢ５；ＳＢ６；ＳＢ７；ＳＢ８内に位置するようなものである。
【００５０】
ゼロ層のこうした繰り返し露光のためのベース層リソグラフィ・プロセスは、矢印ＬＰ０で概略的に示される。
【００５１】
ゼロ層レイアウトＬ２は、ベース層リソグラフィ・プロセスＬＰ０によって作られるゼロ層について示される。リソグラフィ装置では、ゼロ層Ｌ２は、各標的部分Ｃで規定されてもよい。１つの標的部分Ｃ内で、複数の綴じ合わせオーバレイ・マークＳＢ９、ＳＢ１０、ＳＢ１１、ＳＢ１２がその中に位置することができるベース層スクライブ・レーン部分ＳＬ０によって囲まれるように、ベース層デバイス・レイアウトＤＬ０が作られてもよい。右縁部ＲＥと左縁部ＬＥのスクライブ・レーン部分のオーバラップ、及び、下側縁部ＬＷと上側縁部ＵＰのスクライブ・レーン部分のオーバラップを使用して、各綴じ合わせオーバレイ・マークＳＢ９；ＳＢ１０；ＳＢ１１；ＳＢ１２は、綴じ合わせオーバレイ部分又は外側綴じ合わせボックスＳＢ１；ＳＢ２；ＳＢ３；ＳＢ４、及び、対応する相補的綴じ合わせオーバレイ部分又は内側綴じ合わせボックスＳＢ５；ＳＢ６；ＳＢ７；ＳＢ８を含んでもよい。一実施例では、外側綴じ合わせボックスは、標的部分Ｃを作るための、ベース層レイアウトＬ０の１回の露光によって生じ、内側綴じ合わせボックスは、隣接する標的部分の露光から生じてもよい。標的部分及び隣接する標的部分のスクライブ・レーン部分は、それぞれ、右ＲＥと左ＬＥ縁部上で、又は、上側ＵＰと下側ＬＷ縁部上で部分的にオーバラップしてもよい。
【００５２】
１つの例示的な実施例では、オーバラップは、ゼロ層Ｌ２の上側縁部ＵＰと隣接するゼロ層Ｌ２’の下側縁部について示される。明確にするために、隣接するゼロ層Ｌ２’は、点線で包絡線を示す。
【００５３】
同様に、複数の付加的な綴じ合わせオーバレイ・マークＳＢ９’、ＳＢ１０’、ＳＢ１１’、ＳＢ１２’が、上述したオーバラップのために、ベース層スクライブ・レーン部分ＳＬ０に位置してもよいことに留意されたい。通常、付加的な綴じ合わせオーバレイ・マークＳＢ９’、ＳＢ１０’、ＳＢ１１’、ＳＢ１２’のロケーションは、対称線である座標軸ＭＸ’、ＭＹ’に関して、綴じ合わせオーバレイ・マークＳＢ９、ＳＢ１０、ＳＢ１１、ＳＢ１２のロケーションと対称であってよい。
【００５４】
外側綴じ合わせボックスＳＢ３及び内側綴じ合わせボックスＳＢ７からなる、綴じ合わせオーバレイ・マークＳＢ１１について示すように、綴じ合わせオーバレイは、内側綴じ合わせボックスＳＢ７の位置を外側綴じ合わせボックスＳＢ３の位置と比較することによって測定することができる。
【００５５】
綴じ合わせオーバレイ・マークＳＢ１１の綴じ合わせオーバレイ測定値は、Ｘ方向に線ＳＯ１で、Ｙ方向に線ＳＯ２で示すことができる。当業者に知られているように、オーバレイ計量ツールは、綴じ合わせオーバレイ・マーク内での、外側と内側の綴じ合わせボックスの位置から綴じ合わせオーバレイについての測定値を求めることが可能である。
【００５６】
図３は、従来のオーバレイ・マスク技術の略図である。
【００５７】
第１レイアウトＬ１のレチクルは、基板Ｗの標的部分Ｃ上にリソグラフィで作ることができる層Ｎ−１のために示される。
【００５８】
第１層Ｌ１は、第１デバイス・レイアウトＤＬ１用のある部分及びスクライブ・レーン用の第２周辺部分：第１スクライブ・レーン部分ＳＬ１に分割することができる。
【００５９】
第１レイアウトＬ１上で格子を規定するための第１及び第２座標軸ＭＸ、ＭＹが示される。第１座標軸ＭＸは第１方向Ｘに延び、第２座標軸ＭＹは、第１方向Ｘに垂直である第２方向Ｙに延びる。
【００６０】
第１スクライブ・レーン部分ＳＬ１内で、複数のオーバレイ部分Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、及びＢ４を設けることができる。一実施例では、これらのオーバレイ部分Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４は、ボックス形状と呼ぶことが多い矩形形状を有することができる。
【００６１】
一実施例では、標的部分Ｃの間に配置されるスクライブ・レーン用の空間を維持するために、マーカのために、半分だけのスクライブ・レーン部分が使用される。第１スクライブ・レーン部分ＳＬ１の右手と下側の領域に、図３に示すように、マーカを作ることによって、標的部分Ｃと隣接する標的部分Ｃのスクライブ・レーンは、オーバラップしないようになり、ウェハ上で同じスクライブ・レーン幅がもたらされる。これは、当業者によく知られている。
【００６２】
別法として、全てのスクライブ・レーン部分が露光されてもよいが、通常その場合、スクライブ・レーンはオーバラップしないことが留意される。このオプションに関して、全部で、複数のオプションが存在し、０、１、２、３、又は全てのいずれかのスクライブ・レーン部分がオーバラップする。
【００６３】
第１レイアウトＬ１は、基板Ｗ上のゼロ層か、非ゼロ層のいずれかに関連してもよいことに留意されたい。
【００６４】
第２レイアウトＬ２のレチクルは、基板Ｗの標的部分Ｃ上の層Ｎ−１上にリソグラフィで作ることができるさらなる非ゼロ層Ｎのために示される。
【００６５】
第２層Ｌ２は、第２デバイス・レイアウトＤＬ２用のある部分及びスクライブ・レーン用の周辺部分：第２スクライブ・レーン部分ＳＬ２に分割することができる。やはり、第２レイアウトＬ２上で格子を規定するための第１及び第２座標軸ＭＸ、ＭＹが示される。第２レイアウトＬ２上のＸ−Ｙ平面の格子は、第１レイアウトＬ１上の格子と同じであってよい。
【００６６】
実質的に、第２スクライブ・レーン部分ＳＬ２は、第１レイアウトＬ１上で第１スクライブ・レーン部分が占める面積に等しい、第２レイアウトＬ２の面積を占めることができる。
【００６７】
第２スクライブ・レーン部分ＳＬ２内に、複数の相補的オーバレイ部分Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７、及びＢ８を設けることができる。
【００６８】
一実施例では、相補的オーバレイ部分Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７、及びＢ８は、第２レイアウトＬ２が第１レイアウトの上部に載せられた時に、対応する相補的オーバレイ部分が、オーバレイ部分Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４内に位置することができるように内側オーバレイ部分であってよい。オーバレイ部分Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４と同様に、相補的オーバレイ部分Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７、Ｂ８は、矩形（すなわち「ボックス」）形状を有することができる。同様に、相補的オーバレイ部分は、第２スクライブ・レーン部分ＳＬ２の右手と下側の領域に設けることができる。
【００６９】
第１及び第２レイアウトＬ１、Ｌ２上に設けられる格子によって、オーバレイ部分（例えば、外側オーバレイ・ボックス）Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４及び相補的オーバレイ部分（例えば、内側オーバレイ・ボックス）Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７、Ｂ８のロケーションは、第２レイアウトＬ２から作られた層Ｎが、第１レイアウトＬ１から作られた層Ｎ−１上にオーバラップする時に、それぞれが、相補的オーバレイ部分すなわち内側ボックスＢ５；Ｂ６；Ｂ７；Ｂ８及びオーバレイ部分すなわち外側オーバレイ・ボックスＢ１；Ｂ２；Ｂ３；Ｂ４を含むオーバレイ・マークを形成するように選択され、構成されることができる。
【００７０】
さらに、内側と外側のオーバレイ・ボックスのロケーションは、図２の綴じ合わせオーバレイ・マークを参照して先に説明したように、ＸとＹ方向の露光の繰り返しシーケンスの対称性及びスクライブ・レーンのオーバラップによって決められてもよい。
【００７１】
矢印ＬＰ１及びＬＰ２で概略的に示されるように、第１及び第２レイアウトは、それぞれ、第１リソグラフィ・プロセスＬＰ１及び第２リソグラフィ・プロセスＬＰ２によってリソグラフィで処理されてもよい。結果として、第３レイアウトＬ３を、基板Ｗ上に形成することができる。
【００７２】
層Ｎ−１及びＮを互いの上に積重ねるための、第３レイアウトＬ３を示すことができる。
【００７３】
第３レイアウトＬ３は、第１及び第２デバイス・レイアウトＤＬ１、ＤＬ２（互いに積重ねた）用のある部分並びにスクライブ・レーン用の周辺部分：第３スクライブ・レーン部分ＳＬ３用に分割することができる。第３スクライブ・レーン部分ＳＬ３は、第１及び第２スクライブ・レーン部分ＳＬ１、ＳＬ２とほぼ一致することができる。
【００７４】
第３スクライブ・レーン部分ＳＬ３内に、複数のオーバレイ・マークＢ９、Ｂ１０、Ｂ１１、Ｂ１２を設けることができる。オーバレイ・マークＢ９；Ｂ１０；Ｂ１１；Ｂ１２はそれぞれ、第１リソグラフィ・プロセスＬＰ１において、第１レイアウトＬ１から作られたオーバレイ部分すなわち外側オーバレイ・ボックスＢ１；Ｂ２；Ｂ３；Ｂ４並びに第２リソグラフィ・プロセスＬＰ２において、第２レイアウトＬ２から作られた相補的オーバレイ部分すなわち内側オーバレイ・ボックスＢ５；Ｂ６；Ｂ７；Ｂ８で構成されることができる。
【００７５】
外側オーバレイ・ボックスＢ３及び内側オーバレイ・ボックスＢ７を含むオーバレイ・マークＢ１１について示すように、オーバレイは、内側オーバレイ・ボックスＢ７の位置を外側オーバレイ・ボックスＢ３の位置と比較することによって測定することができる。
【００７６】
オーバレイ・マークＢ１１のオーバレイ測定値のロケーションは、Ｘ方向に線ＯＶ１で、Ｙ方向に線ＯＶ２で示すことができる。通常、オーバレイは、それぞれ、外側及び内側オーバレイ・ボックスの中心位置の差の測定によって求めることができる。当業者に知られているように、オーバレイ計量ツールは、オーバレイ・マーク内での、外側及び内側オーバレイ・ボックスの位置から「層と層の間の」オーバレイについての測定値を求めることが可能である。
【００７７】
綴じ合わせ（又は、「ダイとダイの間の（ｄｉｅ−ｔｏ−ｄｉｅ）」）オーバレイは、図２に示すように、「層と層の間の」オーバレイと同じであることに留意されたい。
【００７８】
図４は、従来のオーバレイ計量システム及び方法の略図である。
【００７９】
従来のオーバレイ計量システム及び方法は、通常、製造設備内の自動化プロセス制御ループによって実施される。こうした製造設備は、通常、それぞれが、基板Ｗに関してリソグラフィ・プロセスを実施することが可能であるいくつかのリソグラフィ装置を含む。同様に、アライメントに影響を及ぼす可能性がある、能動的な、絶縁層又は導電層のデポジションのためのイオン注入、（反応性イオン）エッチング、化学機械研磨、及びパッシベーションなどの付加的なプロセス用の他の処理機器が、通常、利用される。さらに、基板の１つのロット（又はバッチ）に関するオーバレイ（ドリフト）を決定し、次のロットについての補正を行うために、自動化プロセス制御システムＡＰＣ（又はＡＰＣツール）を、制御ループにおいて利用することができる。
【００８０】
こうした製造設備の制御ループにおいて、第１リソグラフィ装置ＬＴＡに関して処理される基板の複数のバッチＢＴ１、ＢＴ２、ＢＴ３、ＢＴ４、ＢＴ５の第１セットＢＳ１について、第１バッチ・フローＢＦ１が存在する。
【００８１】
第２リソグラフィ装置ＬＴＢに関して処理される基板の複数のバッチＢＴ６、ＢＴ７、ＢＴ８、ＢＴ９、ＢＴ１０の第２セットＢＳ２について、第２バッチ・フローＢＦ２が存在する。
【００８２】
第３リソグラフィ装置ＬＴＣに関して処理される基板の複数のバッチＢＴ１１、ＢＴ１２、ＢＴ１３、ＢＴ１４、ＢＴ１５の第３セットＢＳ３について、第３バッチ・フローＢＦ３が存在する。
【００８３】
図４の従来の実施例では、作られる複数の異なる製品層（ＬＡ、ＬＢ、及びＬＣによって参照されるように）が識別される。
【００８４】
第１、第２、又は第３のリソグラフィ装置ＬＴＡ、ＬＴＢ、ＬＴＣによって作られる（製品）層ＬＡ、ＬＢ、ＬＣは、各バッチセットＢＳ１；ＢＳ２；ＢＳ３の各バッチＢＴ１；・・・；ＢＴ１５について、図４に示される。
【００８５】
リソグラフィ処理後、リソグラフィ装置ＬＴＡ、ＬＴＢ、ＬＴＣによって処理された全てのバッチＢＴ１；・・・；ＢＴ１５は、オーバレイ計量ツールＯＭＴに向けられる第４バッチ・フローＢＦ４に供給される。
【００８６】
オーバレイ計量ツールＯＭＴは、各バッチＢＴ１；・・・；ＢＴ１５について、リソグラフィ装置ＬＴＡ；ＬＴＢ；ＬＴＣのうちの１つに関して、そのバッチにおいて作られた特定の層ＬＡ；ＬＢ；ＬＣについてオーバレイを決定し、オーバレイは、「層と層の間の」オーバレイの場合には、作られた特定の層の下のさらなる層に関して、又は、綴じ合わせオーバレイの場合には、隣接する標的部分に関して決定される。通常、１つ又は複数のサンプル基板が、バッチから取り出され、こうしたサンプル基板について、オーバレイ計量ツールＯＭＴによってオーバレイ・マークに関してオーバレイが測定される。
【００８７】
一実施例では、オーバレイ計量ツールＯＭＴは、オーバレイ・モデルＯＶ−Ｍを使用して、各バッチについてオーバレイを決定する。別の実施例では、オーバレイ・モデルＯＶ−Ｍを使用してオーバレイを決定するために、測定されたデータをＡＰＣツールによって取り出してもよい。決定されたオーバレイの値は、リソグラフィ処理で使用されるリソグラフィ装置の実際の設定に関連する処理関連オーバレイと性能関連オーバレイの両方を包含する。決定されたオーバレイの値は、Ｘ方向とＹ方向の両方で決定することができることに留意されたい。同様に、オーバレイはパラメータ化することができる。
【００８８】
オーバレイ計量ツールＯＭＴは、それぞれの特定の層ＬＡ；ＬＢ；ＬＣについての決定されたオーバレイ値を、自動化プロセス制御システムＡＰＣ、通常、コンピュータ・システムに送信する（矢印Ｔｘ）。こうしたコンピュータ・システムＡＰＣは、図７を参照して、より詳細に述べられる。
【００８９】
自動化プロセス制御システムＡＰＣは、オーバレイ計量ツールＯＭＴによって送信されたオーバレイ値を自動化プロセス制御データベースＡＤＢに記憶することができる。この自動化プロセス制御データベースＡＤＢ内のデータは、対応する層ＬＡ；ＬＢ；ＬＣを作るのに使用されるリソグラフィ装置ＬＴＡ；ＬＴＢ；ＬＴＣの補正のために、後で使用することができる。
【００９０】
オーバレイ計量ツールＯＭＴによって実施されたオーバレイ測定の結果は、自動化プロセス制御データベースＡＤＢに記憶することができる。こうした自動化プロセス制御データベースＡＤＢでは、リソグラフィ装置ＬＴＡ；ＬＴＢ；ＬＴＣによって作られた各層ＬＡ；ＬＢ；ＬＣについて、オーバレイの値（或いは、複数の値又は複数のパラメータ）を、各バッチＢＴ１；・・・；ＢＴ１５について記憶することができる。自動化プロセス制御データベースＡＤＢでは、層ＬＡ、ＬＢ、ＬＣに関する各バッチのオーバレイは、それぞれ、索引ｋ、ｌ、ｍによってランク付けすることができ、ｋ、ｌ、ｍは、直近に測定されたオーバレイ値である。
【００９１】
その後、自動化プロセス制御システムＡＰＣは、各リソグラフィ装置に関してリソグラフィ・プロセス中に作られる、各層ＬＡ；ＬＢ；ＬＣについて自動化プロセス制御データベースＡＤＢに記憶した値を、リソグラフィ装置によって作られる実際の層に応じて使用することができる。自動化プロセス制御システムＡＰＣは、（特定のリソグラフィ装置に関して処理されるバッチについてのスケジュールに従って）自動化プロセス制御データベースＡＤＢから、層ＬＡ；ＬＢ；ＬＣについて関連するオーバレイ値（複数可）を取り出すことができる（矢印Ｒｔ）。次に、自動化プロセス制御システムＡＰＣは、関連するオーバレイ値を特定のリソグラフィ装置ＬＡ；ＬＢ；ＬＣに送信することができる（矢印ＴＸＡ；ＴＸＢ；ＴＸＣ）。
【００９２】
オーバレイ計量ツールＯＭＴと自動化プロセス制御システムＡＰＣの間、及び、自動化プロセス制御システムＡＰＣとリソグラフィ装置ＬＡ；ＬＢ；ＬＣの間での製造設備のデータ送信のための方法は、当業者に知られているいくつかの方法で実施することができる。
【００９３】
本明細書で説明するように、基本的に、傾向分析のために十分なデータを収集する必要があるために、複数のツール（＝リソグラフィ装置）及び／又は製品層（＝ＬＡ；ＬＢ；ＬＣ）の情報は、組み合わされて、３つのスレッドにすることができる。この方法の１つの欠点は、各スレッドについて平均的なドリフトだけを補正することができることである。先に述べたように、従来のオーバレイ計量システム及び方法は、プロセス（即ち、デバイス構造を作る時に関わるプロセス）誘起オーバレイ誤差とリソグラフィ装置の性能によって誘起される性能関連オーバレイ誤差を識別することができない。
【００９４】
図５は、本発明によるオーバレイ及び綴じ合わせマスク技術の略図を示す。
【００９５】
本発明は、先に説明した各スレッドについて平均的なドリフトを提供するのではなく、種々のオーバレイ誤差源を識別するための技法を提供する。さらに、本発明は、識別したオーバレイ誤差源に応じてオーバレイ誤差を補正することを可能にする。
【００９６】
基板Ｗの標的部分Ｃ上にリソグラフィで作ることができる層Ｎ−１について、第５レイアウトＬ５のレチクルが示される。第５レイアウトＬ５上で格子を規定するための第１及び第２座標軸ＭＸ、ＭＹが示される。第１座標軸ＭＸは第１方向Ｘに延び、第２座標軸ＭＹは、第１方向Ｘに垂直である第２方向Ｙに延びる。
【００９７】
第５レイアウトＬ５は、第１デバイス・レイアウトＤＬ１用の部分及びスクライブ・レーン用の周辺部分：第５スクライブ・レーン部分ＳＬ５に分割される。
【００９８】
第５スクライブ・レーン部分ＳＬ５内に、少なくとも複数のオーバレイ部分ＯＢ１、ＯＢ２、ＯＢ３、ＯＢ４を設けることができる。オーバレイ部分ＯＢ１、ＯＢ２、ＯＢ３、ＯＢ４は、第５スクライブ・レーン部分ＳＬ５の右手ＲＥ及び下側ＬＷ領域に位置することができる。オーバレイ部分ＯＢ１、ＯＢ２、ＯＢ３、ＯＢ４は、矩形形状（すなわち「ボックス」形状）を有することができる。
【００９９】
層Ｎ−１は、基板Ｗ上のゼロ層か、非ゼロ層のいずれかであってよいことに留意されたい。
【０１００】
基板Ｗの標的部分Ｃ上で層Ｎ−１の上にリソグラフィで作ることができる、さらなる非ゼロ層Ｎについて、第６レイアウトＬ６のレチクルが示される。
【０１０１】
第６レイアウトＬ６上で格子を規定するための第１及び第２座標軸ＭＸ、ＭＹが示される。第１座標軸ＭＸは第１方向Ｘに延び、第２座標軸ＭＹは、第１方向Ｘに垂直であることが好ましい第２方向Ｙに延びる。第６レイアウトＬ６上のＸ−Ｙ平面の格子は、第５レイアウトＬ５上の格子と同じであってよい。
【０１０２】
第６レイアウトＬ６は、第２デバイス・レイアウトＤＬ２用の部分及びスクライブ・レーン用の周辺部分：第６スクライブ・レーン部分ＳＬ６に分割される。
【０１０３】
第６スクライブ・レーン部分ＳＬ６内に、複数のオーバレイ部分及び相補的オーバレイ部分ＣＢ１、ＣＢ２、ＣＢ３、ＣＢ４、ＣＢ５、ＣＢ６、ＣＢ７、ＣＢ８、ＣＢ９、ＣＢ１０、ＣＢ１１、ＣＢ１２を設けることができる。
【０１０４】
一実施例では、オーバレイ部分及び相補的オーバレイ部分は、矩形（すなわちボックス）形状を有することができる。この場合、相補的オーバレイ部分は、内側オーバレイ・ボックスＣＢ２、ＣＢ３、ＣＢ６、ＣＢ７、ＣＢ９、ＣＢ１０、Ｃ１１、ＣＢ１２であってよく、一方、オーバレイ部分は、外側オーバレイ・ボックスＣＢ１、ＣＢ４、ＣＢ５、ＣＢ８であってよい。
【０１０５】
内側及び外側オーバレイ・ボックスＣＢ１、ＣＢ２、ＣＢ３、ＣＢ４、ＣＢ５、ＣＢ６、ＣＢ７、ＣＢ８、ＣＢ９、ＣＢ１０、ＣＢ１１、ＣＢ１２は、第６スクライブ・レーン部分ＳＬ６の右手ＲＥ、左手ＬＥ、上側ＵＰ、及び下側ＬＷ領域に位置することができる。
【０１０６】
第５レイアウトＬ５のオーバレイ部分ＯＢ１、ＯＢ２、ＯＢ３、ＯＢ４並びに第６レイアウトＬ６の内側及び外側オーバレイ・ボックスＣＢ１、ＣＢ２、ＣＢ３、ＣＢ４、ＣＢ５、ＣＢ６、ＣＢ７、ＣＢ８、ＣＢ９、ＣＢ１０、ＣＢ１１、ＣＢ１２は、２重の目的のためにある。
【０１０７】
一部の外側及び内側ボックスは、第６レイアウトＬ６の層が、第５レイアウトＬ５の層の上に作られる時のオーバレイ・マークを形成するように規定することができる。
【０１０８】
他の内側及び外側ボックスは、リソグラフィ装置が、上述したスキャン・モードで基板Ｗにわたって第６レイアウトＬ６の繰り返し露光を実行する時に、隣接するレイアウト（即ち、第６レイアウト自体）によって第６レイアウトＬ６に綴じ合わせオーバレイ・マークを形成するように規定することができる。
【０１０９】
第５及び第６スクライブ・レーン部分ＳＬ５、ＳＬ６の内側及び外側ボックスの配置構成は、所望の機能、即ち、オーバレイ又は綴じ合わせオーバレイによって決まる。
【０１１０】
オーバレイの場合、第５及び第６レイアウトＬ５、Ｌ６の内側及び外側ボックスは、第５及び第６スクライブ・レーン部分の同じロケーションに構成することができる。例えば、内側ボックスＣＢ６、ＣＢ７は、第６レイアウトＬ６の下側縁部ＬＥに、外側ボックスＯＢ３、ＯＢ４は、第５レイアウトＬ５の下側縁部ＬＥと同じ位置に、又は、その逆である。
【０１１１】
綴じ合わせオーバレイの場合、第６レイアウトＬ６の内側ボックスＣＢ９、ＣＢ１０、ＣＢ１１、ＣＢ１２及び外側ボックスＣＢ１、ＣＢ４、ＣＢ５、ＣＢ８は、軸ＭＸ又はＭＹによって左右対称となるように、第６スクライブ・レーン部分ＳＬ６の対向するロケーションに構成することができる。例えば、内側ボックスＣＢ９、ＣＢ１０は、左手部分ＬＥに、外側ボックスＣＢ４、ＣＢ１は、第６スクライブ・レーンＳＬ６の右手部分ＲＥに、又は、その逆である。
【０１１２】
内側及び外側ボックスを含む、綴じ合わせオーバレイ・マーク及びオーバレイ・マークを有する、示す実施例の代わりに、綴じ合わせオーバレイ・マーク及びオーバレイ・マークは、第１マーク部分及び第２マーク部分によって規定される任意のタイプの構造を備えてもよいことに留意されたい。こうした構造について、第１マーク部分は、第１リソグラフィ処理工程で印刷し、第２マーク部分は、第２リソグラフィ処理工程で印刷することができる。さらに、第１マーク部分及び第２マーク部分は、本明細書で示すｂｏｘ−ｉｎ−ｂｏｘの結合（綴じ合わせ）オーバレイ・マークを作るのではなく、互いに一定距離離れたところに位置することができる。オーバレイ又は綴じ合わせオーバレイを測定するために、第１マーク部分と第２マーク部分の間の距離が求められる。第１マーク部分と第２マーク部分の間のその距離からの任意の偏倚は、オーバレイ又は綴じ合わせオーバレイの品質を指示することができる。
【０１１３】
矢印ＬＰ４及びＬＰ５で概略的に示すが、第５及び第６レイアウトＬ５、Ｌ６は、それぞれ、第４リソグラフィ・プロセスＬＰ４及び第５リソグラフィ・プロセスＬＰ５によってリソグラフィで処理することができる。結果として、第７レイアウトＬ７を、基板Ｗ上に形成することができる。
【０１１４】
層Ｎ−１及びＮを互いの上に積重ねるための、第７レイアウトＬ７が示される。
【０１１５】
第７レイアウトＬ７は、第１及び第２デバイス・レイアウトＤＬ１、ＤＬ２（互いに積重ねた）用のある部分並びにスクライブ・レーン用の周辺部分：第７スクライブ・レーン部分ＳＬ７に分割することができる。
【０１１６】
第７スクライブ・レーン部分ＳＬ７内に、複数のオーバレイ・マークＯＭ１、ＯＭ２、ＯＭ３、ＯＭ４及び複数の非ゼロ層綴じ合わせオーバレイ・マークＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４、ＳＴ１’、ＳＴ２’、ＳＴ３’、ＳＴ４’を設けることができる。オーバレイ・マークＯＭ１、ＯＭ２、ＯＭ３、ＯＭ４は、第４リソグラフィ・プロセスＬＰ４において、第５レイアウトＬ５から作られたオーバレイ部分又は外側オーバレイ・ボックスＯＢ１；ＯＢ２；ＯＢ３；ＯＢ４並びに第５リソグラフィ・プロセスＬＰ５において、第６レイアウトＬ６から作られた相補的オーバレイ部分又は内側オーバレイ・ボックスＣＢ２；ＣＢ３；ＣＢ６；ＣＢ７で構成されることができる。
【０１１７】
非ゼロ層綴じ合わせオーバレイ・マークＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４はそれぞれ、共に、第５リソグラフィ・プロセスＬＰ５において、第６レイアウトＬ６から作られた、綴じ合わせオーバレイ部分すなわち外側綴じ合わせオーバレイ・ボックスＣＢ１；ＣＢ４；ＣＢ５；ＣＢ８及び相補的綴じ合わせオーバレイ部分すなわち内側綴じ合わせオーバレイ・ボックスＣＢ１０；ＣＢ９；ＣＢ１２；ＣＢ１１で構成されることができる。
【０１１８】
非ゼロ層綴じ合わせオーバレイ・マークＳＴ１’、ＳＴ２’、ＳＴ３’、ＳＴ４’は、基板Ｗ上の隣接する標的部分Ｃ上での第６レイアウトの隣接する露光による、第６レイアウトＬ６のオーバラップから生じる。
【０１１９】
外側オーバレイ・ボックスＯＢ１及び内側オーバレイ・ボックスＣＢ２を含むオーバレイ・マークＯＭ１について示すように、オーバレイは、内側オーバレイ・ボックスＣＢ２の位置を外側オーバレイ・ボックスＯＢ１の位置と比較することによって測定することができる。オーバレイ・マークＯＭ１のオーバレイ測定値のロケーションは、Ｘ方向に線ＯＶ３で、Ｙ方向に線ＯＶ４で示すことができる。
【０１２０】
非ゼロ層綴じ合わせオーバレイ・マークＳＴ１について示すように、このマークは、外側綴じ合わせオーバレイ・ボックスＣＢ１及び内側綴じ合わせオーバレイ・ボックスＣＢ１０を含み、綴じ合わせオーバレイは、内側綴じ合わせオーバレイ・ボックスＣＢ１０の位置を外側綴じ合わせオーバレイ・ボックスＣＢ１の位置と比較することによって測定することができる。綴じ合わせオーバレイ・マークＳＴ１のオーバレイ測定値のロケーションは、Ｘ方向に線ＳＯ３で、Ｙ方向に線ＳＯ４で示すことができる。
【０１２１】
非ゼロ層綴じ合わせオーバレイ・マークＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４、ＳＴ１’、ＳＴ２’、ＳＴ３’、ＳＴ４’は、本明細書ではスクライブ・レーンにおいて規定されることに留意されたい。非ゼロ層綴じ合わせオーバレイ・マークＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４、ＳＴ１’、ＳＴ２’、ＳＴ３’、ＳＴ４’を、レチクルの任意の部分において規定することが考えられる。同様に、本発明によるオーバレイ・マークＯＭ１、ＯＭ２、ＯＭ３、ＯＭ４は、レチクルの任意の部分において規定されてもよい。
【０１２２】
当業者に知られているように、オーバレイ計量ツールは、（綴じ合わせ）オーバレイ・マーク内の外側及び内側（綴じ合わせ）オーバレイ・ボックスの位置からオーバレイ又は綴じ合わせオーバレイについての測定値を求めることが可能である。
【０１２３】
有利には、オーバレイ・マーク及び非ゼロ層綴じ合わせオーバレイ・マークを作ることによって、オーバレイ誤差に関する情報を取得することが可能になり、リソグラフィ装置（又はツール）の、処理に関連する誤差と性能に関連する誤差を識別することが可能である。
【０１２４】
第５レイアウトＬ５が非ゼロ層に関連する場合、第５レイアウトのスクライブ・レーン部分は、第６レイアウトと同じように、オーバレイ部分と綴じ合わせオーバレイ部分の両方を含むことができることに留意されたい。そのため、第５レイアウトの綴じ合わせオーバレイを決定することができる。
【０１２５】
図６は、本発明によるオーバレイ及び綴じ合わせ計量システム及び方法の略図を示す。
【０１２６】
図６では、同じ参照数字を有する実体は、先行する図に示すものと同じ実体を指す。
【０１２７】
本発明によるオーバレイ計量システム及び方法は、通常、製造設備内の自動化プロセス制御ループによって実施される。基板の１つのロット（又はバッチ）に関するオーバレイ（ドリフト）を決定し、次のロットについてオーバレイを補正するために、自動化プロセス制御システムＡＰＣ（又はＡＰＣツール）を、自動化プロセス制御ループにおいて利用することができる。
【０１２８】
製造設備の自動化プロセス制御ループにおいて、複数のバッチ・フローＢＦ１、ＢＦ２、ＢＦ３が構成される。第１リソグラフィ装置ＬＴＡに関して処理される基板の複数のバッチＢＴ１、ＢＴ２、ＢＴ３、ＢＴ４、ＢＴ５の第１セットＢＳ１について、第１バッチ・フローＢＦ１が存在する。
【０１２９】
第２リソグラフィ装置ＬＴＢに関して処理される基板の複数のバッチＢＴ６、ＢＴ７、ＢＴ８、ＢＴ９、ＢＴ１０の第２セットＢＳ２について、第２バッチ・フローＢＦ２が存在する。
【０１３０】
第３リソグラフィ装置ＬＴＣに関して処理される基板の複数のバッチＢＴ１１、ＢＴ１２、ＢＴ１３、ＢＴ１４、ＢＴ１５の第３セットＢＳ３について、第３バッチ・フローＢＦ３が存在する。
【０１３１】
各バッチセットＢＳ１；ＢＳ２；ＢＳ３の各バッチＢＴ１；・・・；ＢＴ１５について、参照ＬＡ、ＬＢ、ＬＣは、どの製品層が、第１、第２、又は第３リソグラフィ装置ＬＴＡ、ＬＴＢ、ＬＴＣによって作られるかを指示する。
【０１３２】
リソグラフィ処理後、リソグラフィ装置ＬＴＡ、ＬＴＢ、ＬＴＣによって処理された全てのバッチＢＴ１；・・・；ＢＴ１５は、オーバレイ計量ツールＯＭＴに送られる第５バッチ・フローＢＦ５に供給される。
【０１３３】
図６の実施例では、作られる複数の異なる製品層（ＬＡ、ＬＢ、及びＬＣによって参照されるように）が識別される。本発明によれば、異なる製品層はそれぞれ、複数のレイアウトを使用して作ることができる。
【０１３４】
これらのレイアウトＬ５、Ｌ６は、作られる特定の製品層に関連するデバイス部分ＤＬ１、ＤＬ２並びに内側及び外側オーバレイ・ボックスＯＢ１、ＯＢ２、ＯＢ３、ＯＢ４、ＣＢ１、ＣＢ２、ＣＢ３、ＣＢ４、ＣＢ５、ＣＢ６、ＣＢ７、ＣＢ８、ＣＢ９、ＣＢ１０、ＣＢ１１、ＣＢ１２を有するスクライブ・レーン部分ＳＬ５、ＳＬ６を含む。
【０１３５】
図５を参照して説明したように、内側及び外側オーバレイ・ボックスＯＢ１、ＯＢ２、ＯＢ３、ＯＢ４、ＣＢ１、ＣＢ２、ＣＢ３、ＣＢ４、ＣＢ５、ＣＢ６、ＣＢ７、ＣＢ８、ＣＢ９、ＣＢ１０、ＣＢ１１、ＣＢ１２は、製品層ＬＡ；ＬＢ；ＬＣにおいて、オーバレイ・マークＯＭ１、ＯＭ２、ＯＭ３、ＯＭ４及び非ゼロ層綴じ合わせオーバレイ・マークＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４を作るように構成される。
【０１３６】
リソグラフィ処理ＬＰ４、ＬＰ５の後、バッチＢＴ１；・・・；ＢＴ１５は、オーバレイ・マークＯＭ１、ＯＭ２、ＯＭ３、ＯＭ４と、非ゼロ層綴じ合わせオーバレイ・マークＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４の両方を有する、異なる（製品）層の組合せを含む。バッチ・フローＢＦ５では、第１、第２、及び第３リソグラフィ装置ＬＴＡ、ＬＴＢ、ＬＴＣのうちの１つに関して処理され、製品層ＬＡ、ＬＢ、ＬＣを含む、複数のバッチＢＣ１、ＢＣ２、ＢＣ３、ＢＣ４、ＢＣ５、ＢＣ６が示される。第１リソグラフィ装置ＬＴＡと製品層ＬＡとの組合せは、αＡで示される。第１リソグラフィ装置ＬＴＡと製品層ＬＢ又はＬＣとの組合せは、それぞれ、αＢ及びαＣで示される。
【０１３７】
同様に、第２リソグラフィ装置ＬＴＢと製品層ＬＡ、ＬＢ又はＬＣとの組合せは、それぞれ、βＡ、βＢ及びβＣで示される。
【０１３８】
第３リソグラフィ装置ＬＴＣと製品層ＬＡ、ＬＢ又はＬＣとの組合せは、それぞれ、γＡ、γＢ及びγＣで示される。
【０１３９】
本発明では、基板のそれぞれの処理されたバッチＢＣ１；・・・；ＢＣ６は、オーバレイ・マークＯＭ１、ＯＭ２、ＯＭ３、ＯＭ４及び非ゼロ層綴じ合わせマークＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４を備えてもよい。
【０１４０】
オーバレイ計量ツールＯＭＴは、各バッチＢＣ１；・・・；ＢＣ６について、リソグラフィ装置ＬＴＡ；ＬＴＢ；ＬＴＣのうちの１つに関して、そのバッチにおいて作られた特定の層αＡ；αＢ；αＣ；βＡ；βＢ；βＣ；γＡ；γＢ；γＣについてオーバレイ及び綴じ合わせオーバレイを決定することができる。
【０１４１】
一実施例では、オーバレイ計量ツールＯＭＴは、強化されたオーバレイ・モデルＯＶ−Ｍ２を使用して、各バッチについてオーバレイを決定することができる。決定されたオーバレイの値は、リソグラフィ処理で使用されるリソグラフィ装置の実際の設定に関連する、処理関連オーバレイＯＶ−Ｐと性能関連綴じ合わせオーバレイＯＶ−Ｓの両方を包含する。強化されたオーバレイ・モデルＯＶ−Ｍ２では、オーバレイ・マーク及び非ゼロ層綴じ合わせマークを使用することによって、図４を参照して先に述べたように、処理（即ち、製品層の作製）に関連するオーバレイ誤差及び特定のリソグラフィ装置の性能に関連するオーバレイ誤差、即ち、性能関連オーバレイを識別することが可能になる。
【０１４２】
異なるオーバレイ誤差タイプを測定する能力によって、オーバレイ計量ツールＯＭＴは、自動化プロセス制御コンピュータ・システムＡＰＣに対して、それぞれの特定の製品層ＬＡ；ＬＢ；ＬＣについての処理に関連する、決定されたプロセス誘起オーバレイ値ＰＡ；ＰＢ；ＰＣを送信し（矢印ＴＸ１）、また、特定のリソグラフィ装置ＬＴＡ、ＬＴＢ、ＬＴＣの性能に関連する、決定された性能関連オーバレイ値α；β；γを送信することができる（矢印ＴＸ２）。
【０１４３】
別の実施例では、自動化プロセス制御コンピュータ・システムＡＰＣは、オーバレイ結果を取り出し、ＯＶ−Ｍ２モデルを利用して、オーバレイ・マークＯＭ１、ＯＭ２、ＯＭ３、ＯＭ４と非ゼロ層綴じ合わせマークＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４の両方に関して決定されたオーバレイ・データに基づいて、プロセス誘起オーバレイ誤差と性能関連誤差を識別する。
【０１４４】
自動化プロセス制御システムＡＰＣは、それぞれの特定の製品層ＬＡ；ＬＢ；ＬＣについての、リソグラフィ処理に関連するプロセス誘起オーバレイ値ＰＡ；ＰＢ；ＰＣを、第１自動化プロセス制御データベースＡＤＢ−Ｐに記憶することができる。
【０１４５】
自動化プロセス制御システムＡＰＣは、特定のリソグラフィ装置ＬＴＡ；ＬＴＢ；ＬＴＣの性能に関連する性能関連オーバレイ値α；β；γを、第２自動化プロセス制御データベースＡＤＢ−Ｓに記憶することができる。
【０１４６】
第１自動化プロセス制御データベースＡＤＢ−Ｐでは、製品層ＬＡ、ＬＢ、ＬＣを有する各バッチについて、それぞれの特定の製品層ＬＡ；ＬＢ；ＬＣについての、リソグラフィ処理に関連するプロセス誘起オーバレイ値ＰＡ；ＰＢ；ＰＣは、それぞれ、索引ｋ’、ｌ’、ｍ’によってランク付けすることができ、ｋ’、ｌ’、ｍ’は、直近に測定されたオーバレイ値である。
【０１４７】
第２自動化プロセス制御データベースＡＤＢ−Ｓでは、そのリソグラフィ装置ＬＴＡ；ＬＴＢ；ＬＴＣに関して処理されたバッチについて、特定のリソグラフィ装置ＬＴＡ；ＬＴＢ；ＬＴＣの性能に関連する性能関連オーバレイ値α；β；γを、それぞれ、索引κ、λ、μによってランク付けすることができ、κ、λ、μは、直近に測定されたオーバレイ値である。
【０１４８】
次に、自動化プロセス制御システムＡＰＣは、各リソグラフィ装置に関するリソグラフィ・プロセス中に第１及び第２自動化プロセス制御データベースＡＤＢ−Ｐ、ＡＤＢ−Ｓに記憶されたオーバレイ値ＰＡ；ＰＢ；ＰＣ；α；β；γを、作られる実際の製品層ＬＡ；ＬＢ；ＬＣに応じて、且つ、使用される実際のリソグラフィ装置ＬＴＡ；ＬＴＢ；ＬＴＣに応じて使用することができる。
【０１４９】
自動化プロセス制御システムＡＰＣは、特定のリソグラフィ装置に関して処理されるバッチについてのスケジュールに従って、第１自動化プロセス制御データベースＡＤＢ−Ｐから、製品層ＬＡ；ＬＢ；ＬＣについての、関連するプロセス誘起オーバレイ値（複数可）ＰＡ；ＰＢ；ＰＣを取り出すことができる（矢印ＲＴ１）。スケジュールは、自動化プロセス制御システムＡＰＣと、第１、第２、及び第３リソグラフィ装置ＬＴＡ、ＬＴＢ、ＬＴＣとの間で、それぞれ、点線ＳＣα、ＳＣβ、ＳＣγで概略的に指示することができる。
【０１５０】
同様に、自動化プロセス制御システムＡＰＣは、特定のリソグラフィ装置に関して処理されるバッチについてのスケジュールに従って、第２自動化プロセス制御データベースＡＤＢ−Ｓから、製品層を作るのに使用される特定のリソグラフィ装置についての、関連する性能関連オーバレイ値（複数可）α；β；γを取り出すことができる（矢印ＲＴ２）。
【０１５１】
一実施例では、自動化プロセス制御システムＡＰＣは、関連するプロセス誘起オーバレイ値及び性能関連オーバレイ値及び綴じ合わせオーバレイ・データＰＡ、α；ＰＢ、β；ＰＣ、γを特定のリソグラフィ装置ＬＡ；ＬＢ；ＬＣに送信することができる（矢印ＴＸＡ’；ＴＸＢ’；ＴＸＣ’）。
【０１５２】
別の実施例では、自動化プロセス制御システムＡＰＣは、プロセス誘起オーバレイ補正と性能関連オーバレイ補正の組合せ時のオーバレイ影響を決定することができ、組合せ時のオーバレイ影響は、リソグラフィ装置に送信される。
【０１５３】
この実施例では、２つの自動化プロセス制御データベースＡＤＢ−Ｐ、ＡＤＢ−Ｓが示されるが、主に明確にするために、両方のタイプのオーバレイ誤差を記憶することができる単一自動化プロセス制御データベースを使用することが可能であることに留意されたい。
【０１５４】
第１及び第２自動化プロセス制御データベースＡＤＢ−Ｐ、ＡＤＢ−Ｓのデータが、表の形式で示されることにも留意されたい。データベース（複数可）の意図された機能及び使用から逸脱することなく、データベース（複数可）内での異なる（論理的な）ランク付けが可能であることが、当業者には明らかになるであろう。
【０１５５】
図７は、本発明による自動化プロセス・コンピュータ・システムを示す。
【０１５６】
自動化プロセス・コンピュータ・システム８は、周辺機器を有するホスト・プロセッサ２１を含む。ホスト・プロセッサ２１は、命令及びデータを記憶する１つ又は複数のメモリ・ユニット１８、１９、２２、２３、２４、１つ又は複数の読み取りユニット３０（例えば、フロッピー（登録商標）ディスク１７、ＣＤ  ＲＯＭ、又はＤＶＤ２０等を読み取る）、入力機器としてのキーボード２６とマウス２７、及び出力機器としてのモニタ２８とプリンタ２９に接続することができる。トイラックボール、タッチ・スクリーン、又はスキャナを含む他の入力機器、並びに他の出力機器を設けることができる。
【０１５７】
示すメモリ・ユニットは、ＲＡＭ２２、（Ｅ）ＥＰＲＯＭ２３、ＲＯＭ２４、テープ・ユニット１９、及びハード・ディスク１８を含む。しかし、当業者に知られている、より多くの、及び／又は、他のメモリ・ユニットを設けることができることが理解されるべきである。さらに、それらのうちの１つ又は複数は、プロセッサ２１から物理的に離れて位置してもよい。
【０１５８】
プロセッサ２１は１つのボックスとして示される。しかし、プロセッサ２１は、並列に機能するか、又は、１つの主プロセッサによって制御される、いくつかの処理ユニットを備えてもよい。処理ユニットは、当業者に知られているように、例えば、ネットワーク・トポロジーで、互いに離れて位置してもよい。
【０１５９】
自動化プロセス制御コンピュータ・システムＡＰＣは、各リソグラフィ装置ＬＴＡ、ＬＴＢ、ＬＴＣのコンピュータ・システム（図示せず）及びオーバレイ計量ツールＯＭＴに接続することができる。自動化プロセス制御コンピュータ・システムＡＰＣのコンピュータ・システム８と、各リソグラフィ装置ＬＴＡ、ＬＴＢ、ＬＴＣのコンピュータ・システムと、オーバレイ計量ツールＯＭＴの間の接続は、直接的であるか、又は、ネットワーク（図示せず）を通じて構成されてもよい。ネットワークを通じた接続の場合、ネットワークは、ローカル・エリア・ネットワークであってよく、同様に、電気通信ネットワークを含んでいてもよい。各リソグラフィ装置ＬＴＡ、ＬＴＢ、ＬＴＣのコンピュータ・システム及びオーバレイ計量ツールＯＭＴに対する自動化プロセス制御コンピュータ・システムＡＰＣのコンピュータ・システムの接続は、当業者に知られている任意の方法で、例えば、有線又は無線で具体化されてもよい。
【０１６０】
第１及び第２自動化プロセス制御データベースＡＤＢ−Ｐ、ＡＤＢ−Ｓは、通常、メモリ・ユニット１８、１９、２２、２３、２４の１つ又は複数に記憶される。
【０１６１】
自動化プロセス制御コンピュータ・システムＡＰＣのプロセッサ２１は、本発明の方法を実施するソフトウェア・コードを実行することが可能である。図７に示すコンピュータ・システム８は、先に述べた本発明の方法の工程を実施するように構成される。
【０１６２】
コンピュータ・システム８は、オーバレイ計量ツールＯＭＴから、それぞれの特定の製品層ＬＡ；ＬＢ；ＬＣについての、処理に関連するプロセス誘起オーバレイ値ＰＡ；ＰＢ；ＰＣ、及び、リソグラフィ装置ＬＴＡ；ＬＴＢ；ＬＴＣの性能に関連する性能関連オーバレイ値α；β；γをそれぞれ受け取ることが可能である。
【０１６３】
その後、コンピュータ・システム８は、上述したオーバレイ値ＰＡ；ＰＢ；ＰＣ及びオーバレイ値α；β；γを、それぞれ、第１及び第２自動化プロセス制御データベースＡＤＢ−Ｐ、ＡＤＢ−Ｓに記憶することが可能であってよい。
【０１６４】
次に、コンピュータ・システム８は、リソグラフィ装置ＬＴＡ；ＬＴＢ；ＬＴＣから、特定のリソグラフィ装置に関して処理されるバッチＢＴ１；・・・；ＢＴ１５に関連するバッチ識別信号を受け取ることが可能である。
【０１６５】
それに応答して、自動化プロセス制御コンピュータ・システムＡＰＣは、受け取ったバッチ情報信号から、処理されるバッチを識別することが可能である。処理されるバッチＢＴ１；・・・；ＢＴ１５について、どの製品層ＬＡ；ＬＢ；ＬＣが、リソグラフィ処理によって生産されるかがわかることになる。
【０１６６】
自動化プロセス制御コンピュータ・システムＡＰＣは、自動化プロセス制御データベースＡＤＢ−Ｐから、特定の製品層ＬＡ；ＬＢ；ＬＣについての、処理に関連するプロセス誘起オーバレイ値情報ＰＡ；ＰＢ；ＰＣを、自動化プロセス制御データベースＡＤＢ−Ｓから、特定のリソグラフィ装置ＬＴＡ；ＬＴＢ；ＬＴＣの性能（綴じ合わせオーバレイ）に関連する性能関連オーバレイ値α；β；γを取り出すことが可能である。
【０１６７】
次のアクションにおいて、自動化プロセス制御コンピュータ・システムＡＰＣは、バッチ情報信号によって要求される、プロセス誘起オーバレイ値情報ＰＡ；ＰＢ；ＰＣ及び性能関連オーバレイ値α；β；γを、バッチ情報信号を元々送出するリソグラフィ装置に送出することが可能である。
【０１６８】
自動化プロセス制御コンピュータ・システムＡＰＣは、例えば、統計解析又は計算モデルに関連するルールに従って、第１及び第２自動化プロセス制御データベースにおいて、それぞれ、オーバレイ値及び綴じ合わせオーバレイ値のデータを処理する能力を有することができる。こうして、オーバレイ値及び／又は綴じ合わせオーバレイ値について、物理モデルに基づく移動平均又は補正を確立することができる。オーバレイ値及び綴じ合わせオーバレイ値データを要求するリソグラフィ装置にそのデータを送出する前に、オーバレイ及び綴じ合わせオーバレイ値に対して、これらの、及び／又は、代替のデータ処理ルールを実施することができる。
【０１６９】
好ましくは、自動化プロセス制御コンピュータ・システムＡＰＣは、プロセス誘起オーバレイ補正と性能関連オーバレイ補正の組合せ時のオーバレイ影響を最初に決定し、次に、組合せ時のオーバレイ影響の値（複数可）をリソグラフィ装置に送信するための処理ルールを使用する。
【０１７０】
オーバレイ計量ツールＯＭＴは、図７によるコンピュータ・システムを備えることもできる。
【０１７１】
オーバレイ計量ツールＯＭＴのこうしたコンピュータ・システムは、層Ｎ−１と層Ｎの間のオーバレイ・マークのオーバレイ値、及び、層Ｎの綴じ合わせオーバレイ・マークの綴じ合わせオーバレイ値を測定した後に、少なくとも以下のアクション、即ち、
−  それぞれ、オーバレイ・マークに関する測定されたオーバレイ値データ及び非ゼロ層綴じ合わせオーバレイ・マークに関する測定された、綴じ合わせオーバレイ値データから、強化されたオーバレイ・モデルＯＶ−Ｍ２を通して、それぞれの特定の製品層ＬＡ；ＬＢ；ＬＣについての、処理に関連するプロセス誘起オーバレイ値ＰＡ；ＰＢ；ＰＣ及びリソグラフィ装置ＬＴＡ；ＬＴＢ；ＬＴＣの性能（綴じ合わせオーバレイ）に関連する性能関連オーバレイ値α；β；γを確立すること、及び、
−  特定の製品層及び特定のリソグラフィ装置に関連する、確立されたプロセス誘起オーバレイ値ＰＡ；ＰＢ；ＰＣ及び性能関連オーバレイ値α；β；γを、自動化プロセス制御コンピュータ・システムＡＰＣに送出することを実施することが可能である。
【０１７２】
当業者によって理解されるように、リソグラフィ装置ＬＴＡ；ＬＴＢ；ＬＴＣはまた、図７のコンピュータ・システムに類似したコンピュータ・システムを含んでもよい。こうしたコンピュータ・システムは、
−  処理されるバッチを識別すること、
−  処理される製品層ＬＡ；ＬＢ；ＬＣに関連するプロセス誘起オーバレイ値ＰＡ；ＰＢ；ＰＣ及びリソグラフィ装置ＬＴＡ；ＬＴＢ；ＬＴＣ自体の、綴じ合わせオーバレイ性能に関連する性能関連オーバレイ値α；β；γに関連するデータを要求するために、自動化プロセス制御コンピュータ・システムＡＰＣのバッチ情報信号を送出すること、
−  自動化プロセス制御コンピュータ・システムＡＰＣから、処理されるバッチについてのプロセス誘起オーバレイ値ＰＡ；ＰＢ；ＰＣ及びリソグラフィ装置ＬＴＡ；ＬＴＢ；ＬＴＣに関連する性能関連オーバレイ値α；β；γを受け取ること、及び、
−  プロセス誘起オーバレイ値ＰＡ；ＰＢ；ＰＣ及び性能関連オーバレイ値α；β；γに従ってスキャナ特性を調整することが可能である場合がある。
【０１７３】
さらに別の実施例では、図６を参照して先に述べた制御ループは、ファブ内のバッチのロケーションを識別することに専用であるファブ全体オートメーション・システムＭＥＳを含んでもよい。このＭＥＳシステムは、ファブ内のリソグラフィ装置と自動化プロセス制御コンピュータ・システムＡＰＣの両方に接続することができる。ＭＥＳシステムは、どのバッチが次にインラインになるかをリソグラフィ装置に報告し、自動化プロセス制御コンピュータ・システムＡＰＣと通信して、識別されたバッチに関して、特定のリソグラフィ装置及び処理される特定の製品層に関連するオーバレイについての最適な補正を計算する。この実施例では、ファブ全体オートメーション・システムＭＥＳは、自動化プロセス制御ループにおいて、自動化プロセス制御コンピュータ・システムＡＰＣとリソグラフィ装置の中間物の役目を果たす。自動化プロセス制御コンピュータ・システムＡＰＣは、オーバレイについての計算した最適補正として、プロセス誘起オーバレイと性能関連オーバレイ又はプロセス誘起オーバレイと性能関連オーバレイの組合せ時の影響をファブ全体オートメーション・システムＭＥＳに報告（通信）する。次に、ファブ全体オートメーション・システムＭＥＳは、オーバレイについての計算した最適補正を特定のリソグラフィ装置に通信することができる。リソグラフィ装置は、オーバレイについての計算した最適補正をリソグラフィ処理中のオーバレイ用の補正値として適用することができる。
【０１７４】
本発明は、有利には、以下の適用形態を可能にする。
【０１７５】
基板の任意のバッチから、ツール誘起シフト（性能関連オーバレイ）を、自動化プロセス制御コンピュータ・システムＡＰＣによって非常に正確に制御することができる。その理由は、このツール（リソグラフィ装置）からのデータ量が著しく増大する、即ち、全てのバッチが傾向に寄与するためである。これは、定期的な整備をジャスト・イン・タイムの整備に適応させるオプションを提供する。
【０１７６】
自動化プロセス制御コンピュータ・システムＡＰＣにおいて、又は、一般には自動化プロセス制御ループにおいて、計算した最適補正による実際のプロセス補正及びツール補正を導入することは、単一機械装置オーバレイだけでなく整合した機械装置（即ち、２つのリソグラフィ装置間の）オーバレイをも改善することになる。オーバレイ利益は商業化されてもよく、又は、より柔軟なオペレーション（単一機械装置ではなく整合した機械装置のオペレーション）を使用可能にしてもよい。
【０１７７】
さらに、本発明は、オーバレイ・データからツール誘起シフトを減算することによって、開発を目的として、プロセス誘起アライメント・シフト（プロセス誘起オーバレイ）のよりよい決定を可能にする。
【０１７８】
性能関連オーバレイは、顧客が、オフライン・オーバレイ計量ツールＯＭＴを微調整することを可能にする。綴じ合わせオーバレイ・データに基づいて、強化されたオーバレイ・モデルＯＶ−Ｍ２が減算され、測定されたデータの残差が観察されることができる。残差が、数ナノメートル、例えば、１〜２ｎｍより大きい場合、オフライン・オーバレイ計量ツールＯＭＴを、微調整することができる（即ち、本発明は、計量ツールの予防的整備のためのトリガーを提供する）。
【０１７９】
さらに、ユーザが、オーバレイ・ツール上でより多くのダイをサンプリングしたいと思う時には、以下の適用形態が生まれる可能性がある。
【０１８０】
ツール当たりの、ダイとダイの間の正確なオフセットを、リソグラフィ装置ごとに導入することができる。従来通りに、ユーザは、可能なダイとダイの間のオフセットを決定するために、特別なウェハについて特別な試験を実行した。本発明による方法は、リソグラフィ装置のスループットに影響を及ぼすことなく、ユーザが製品ウェハに関するダイとダイの間のオフセットを決定することを可能にする。
【０１８１】
本明細書において、オーバレイを測定するための、「ｂｏｘ−ｉｎ−ｂｏｘ」構造を使用したオーバレイ計量ツールの使用が特に言及されるが、本発明は、ここで述べたオーバレイ測定技法に限定されないことが理解されるべきである。スキャタロメトリ計測、音響波の使用等のような他のオーバレイ計量法もまた含まれる。これらの他のオーバレイ計量法に基づくツールは、リソグラフィ装置から離れてもよいが、リソグラフィ装置内で具体化されてもよい。「ｂａｒ−ｉｎ−ｂａｒ」のような他のオーバレイ測定技法も、本適用形態に含まれる。
【０１８２】
本明細書において、ＩＣの作製においてリソグラフィ装置の使用が特に言及されるが、本明細書で述べるリソグラフィ装置は、集積化した光学系、磁気ドメイン・メモリ用の誘起及び検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造のような他の適用形態を有することが理解されるべきである。こうした代替の適用形態において、本明細書における、「ウェハ」又は「ダイ」という用語のいずれの使用も、それぞれ、「基板」又は「標的部分」という、より一般的な用語と同意語であると考えることができることを当業者は理解するであろう。本明細書で言及される基板は、露光の前又は後で、例えば、トラック・ツール（通常、レジスト層を基板に塗布し、露光されたレジストを現像するツール）、計量ツール、及び／又は、検査ツールで処理されてもよい。適用可能である場合、本明細書における開示を、こうした、また、他の基板処理ツールに適用してもよい。さらに、基板は、例えば、多層ＩＣを作るために、２回以上処理されてもよいため、本明細書で使用される基板という用語は、処理された複数の層をすでに含む基板のことを言ってもよい。
【０１８３】
光リソグラフィにおいて本発明の実施例の使用が特に言及されたが、本発明は、他の適用形態、例えば、インプリント・リソグラフィにおいて使用されてもよく、状況が許せば、光リソグラフィに限定されないことが理解されるであろう。インプリント・リソグラフィでは、パターン形成装置のトポグラフィが、基板上に作られるパターンを規定する。パターン形成装置のトポグラフィは、基板に供給されるレジスト層内に押し付けられてもよく、その後、基板上で、電磁放射、熱、圧力、又はその組合せを加えることによってレジストが硬化してもよい。パターン形成装置は、レジストが硬化した後に、レジストの外に移動し、レジスト内にパターンが残ってもよい。
【０１８４】
本明細書で使用される「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（例えば、３６５、３５５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長を有する）、及び、極紫外（ＥＵＶ）放射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、並びに、イオン・ビーム又は電子ビーム等の粒子ビームを含む、全てのタイプの電磁放射を包含する。
【０１８５】
状況が許す場合、「レンズ」という用語は、屈折式、反射式、磁気式、電磁式、及び静電式光学部品を含む種々のタイプの光学部品の任意の１つ、又は、組合せのことを指してもよい。
【０１８６】
本発明の特定の実施例を先に述べたが、本発明は、述べた以外で実施されてもよいことが理解されるであろう。例えば、本発明は、先に開示した方法を記述する機械読み取り可能命令の１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータ・プログラム、或いは、こうしたコンピュータ・プログラムを中に記憶しているデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとってもよい。
【０１８７】
先の説明は、具体的に示すことを意図し、制限することを意図しない。そのため、添付特許請求の範囲から逸脱することなく述べられる変更を、本発明に対して行ってもよいことが、当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１８８】
【図１】本発明の実施例によるリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】従来の綴じ合わせオーバレイ・マスク技術の略図である。
【図３】従来の綴じ合わせオーバレイ・マスク技術の略図である。
【図４】従来のオーバレイ計量システム及び方法の略図である。
【図５】本発明によるオーバレイ及び綴じ合わせマスク技術の略図である。
【図６】本発明によるオーバレイ及び綴じ合わせ計量システム及び方法の略図である。
【図７】本発明による自動化プロセス制御システムを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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